Raney-Ni催化生物油轻质组分加氢制备含氧燃料-IngentaConnect.PDF

第 30 卷 第 24 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.24 252 2014 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2014 Raney-Ni 催化生物油轻质组分加氢制备含氧燃料 徐 莹，龙金星，张丽敏，常佳敏，吕 微，刘琪英， 付 娟，王铁军，马隆龙，张 琦※ （中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广州 510640 ） 摘 要：鉴于生物油的高含氧量，将其轻质组分在温和条件下转化为以饱和醇为主要成分的含氧燃料可能成为生 物油利用的新思路。该文以自制 Raney-Ni 为催化剂，研究在高压反应釜中反应温度（100～180℃）、氢气冷压（4～ 8 MPa ）、催化剂用量（0.5～2 g ）对生物油轻质组分催化加氢改质的影响；对Raney-Ni 催化剂进行 N2 吸附脱附、 X 射线衍射（X-ray diffraction ）、扫描电镜（scanning electron microscope ）表征，分析催化剂失活机理，研究催化 剂的重复使用性能。试验结果表明：反应温度和反应初压对生物油加氢产物分布的影响较大，在反应温度为 140℃、 氢气初压为 6.0 MPa 时，产物中饱和醇的相对含量（以 GC 峰面积百分比计算）最高可达 53.51%；当催化剂用量 从 0.5 g 增加到 1 g 时，产物中饱和醇的含量显著提升，由25.42%提高到 51.89%，进一步提高催化剂用量对饱和 醇含量的提高影响不大；一次与二次催化剂催化生物油加氢反应产物中饱和醇含量由 53.51%降为 29.20% ，活性 显著降低可能与催化剂孔道内部及表面的活性中心被覆盖进而降低反应效率有关。加氢过程中，除有酮醛酚类化 合物的加氢反应和酸与醇的酯化反应外，存在醇脱水成醚的反应发生。与烃类液体燃料相比，含氧燃料以其优异 的燃烧性能逐渐被人们所青睐。将生物油的轻质组分加氢制备含氧燃料有望成为生物油的应用提供新思路。 关键词：生物燃料；催化剂；醇；Raney-Ni；催化加氢 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.24.031 中图分类号：TQ 032.4 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2014)-24-0252-07 徐 莹，龙金星，张丽敏，等. Raney-Ni 催化生物油轻质组分加氢制备含氧燃料[J].农业工程学报，2014，30(24)： 252－258. Xu Ying, Long Jinxing, Zhang Limin, et al. Prepare of oxygenated biofuels by catalytic hydrogenation using Raney-Ni catalyst[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(24): 252 －258. (in Chinese with English abstract) [8] [9] 化 、催化酯化 等。加氢脱氧提质生物油，作为 0 引 言 研究热点之一，得到了国内外研究人员的广泛关 生物质快速热解制备生物油，因其制备过程简 注。早期生物油加氢主要采用石油化工上广泛应用 单、效率高、产物用途广泛而被公认为最具开发潜 的加氢脱硫催化剂，如 NiMo 、CoMo